KR100253289B1

KR100253289B1 - 기준전압 발생기

Info

Publication number: KR100253289B1
Application number: KR1019970016048A
Authority: KR
Inventors: 이창진
Original assignee: 김영환; 현대반도체주식회사
Priority date: 1997-04-29
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 2000-04-15
Also published as: KR19980078497A

Abstract

본 발명은 기준전압 발생기에 관한 것으로, 종래의 기준전압 발생기는 온도가 변할경우 모스의 문턱전압값이 변하여 모스의 게이트와 소오스의 전압값에 영향을 주고, 저항값에도 영향을 주어 출력되는 기준전압값이 변하게 되는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 온도 변화에 민감하지 않은 기준전압을 발생시켜 소자의 성능향상과 안정된 동작을 구현하는 효과가 있다.

Description

기준전압 발생기

본 발명은 기준전압 발생기에 관한 것으로, 특히 온도변화에 대해 안정된 기준전압을 발생시켜 내부에 안정된 기준전압을 필요로 하는 반도체 소자에 적합하도록한 기준전압 발생기에 관한 것이다.

도1은 종래 기준전압 발생기의 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 전원전압(Vcc)이 피모스 트랜지스터(PM10),(PM11)의 소오스에 공통인가되게 접속되어, 상기 피모스 트랜지스터(PM10),(PM11)의 게이트는 그 피모스 트랜지스터(PM11)의 드레인과 함께 엔모스 트랜지스터(NM11)의 드레인에 공통접속되고, 상기 피모스 트랜지스터(PM10)의 드레인은 소오스가 접지된, 엔모스 트랜지스터(NM10)의 드레인 및 게이트에 접속됨과 아울러 상기 엔모스 트랜지스터(NM11)의 게이트에 공통접속되고, 상기 엔모스 트랜지스터(NM10)의 소오스에 접지의 저항(R10)이 접속되어, 상기 엔모스 트랜지스터(NM10)의 드레인측 공통접속점에서 기준전압(VREF)이 출력되게 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 종래 기준전압 발생기의 동작을 설명한다.

피모스 트랜지스터(PM10),(PM11)의 크기가 같으면(identical) 즉, (W/L)_PM10= (W/L)_PM11이면 양단에 흐르는 바이어스전류(Ibias)가 같아 지는데, 여기서 바이어스전류(Ibias)=(엔모스 트랜지스터(NM10)의 게이트와 소오스사이의 전압 - 엔모스 트랜지스터(NM11)의 게이트와 소오스사이의 전압)/저항(R10)이며, 이에 따라 엔모스 트랜지스터(NM10)의 게이트와 소오스사이의 전압과 엔모스 트랜지스터(NM11)의 게이트와 소오스사이의 전압의 차와, 저항(R10)의 값을 이용하여 바이어스전류(Ibias)를 조절하여 기준전압(VREF)을 발생시킨다.

그러나 상기한 종래의 기준전압 발생기는 온도가 변할경우 모스 트랜지스터의 문턱전압값이 변하여 모스 트랜지스터의 게이트와 소오스의 전압값에 영향을 주고, 저항값에도 영향을 주어 출력되는 기준전압값이 변하게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 온도 변화에 민감하지 않은 기준전압을 발생시키고, 이로 인하여 소자의 성능향상과 안정된 동작을 구현할 수 있는 기준전압 발생기를 제공함에 목적이 있다.

도1은 종래의 기준전압 발생기의 회로도.

도2는 본 발명의 기준전압 발생기의 회로도.

도3은 온도 변화에 따른 도1과 도2의 동작 파형도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 기준전압 바이어스부 200 : 온도 보상부

이와 같은 본 발명의 목적은 종래 기준전압 발생기의 출력단에 온도변화에 따른 출력전압 변동을 보상하여 안정된 기준전압을 출력하는 온도보상부를 추가함으로써 달성되는 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명의 기준전압 발생기의 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 종래의 기준전압 발생기와 동일하게 피모스 트랜지스터(PM10, PM11), 엔모스 트랜지스터(NM10, NM11) 및 저항(R10)으로 구성되어 기준전압(VREF)을 발생시키는 기준전압 바이어스부(100)와, 온도변화에 따른 상기 기준전압 바이어스부(100)의 출력기준 전압(VREF) 변동을 서로 다른 열계수를 갖는 모스 트랜지스터에 의해 보상하여 안정시키는 온도보상부(200)로 구성한다. 상기 온도보상부(200)는 이에 도시한 바와 같이 상기 기준전압 바이어스부(100)의 기준전압(VREF) 출력단을 소오스가 접지된 엔모스 트랜지스터(NM12)의 게이트에 접속하고, 상기 기준전압(VREF)출력단을 저항(R11)을 통해 상기 엔모스 트랜지스터(NM12)의 드레인에 접속함과 아울러 그 접속점을 드레인이 접지된 피모스 트랜지스터(PM12)의 게이트에 공통접속하며, 상기 피모스 트랜지스터(PM12)의 소오스를 상기 기준전압(VREF) 출력단에 접속하여 구성한 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 상세히 설명한다.

기준전압 바이어스부(100)에서는 상기 도1에서 설명한 기준전압 발생기와 동일하게 동작되어 기준전압(VREF)이 발생되고, 이 기준전압(VREF)에 의해 평상시 저항(R11)에는 피모스 트랜지스터(PM12)의 문턱전압/저항(R11)의 전류가 흐르게 된다. 그런데, 피모스 트랜지스터(PM12)의 문턱전압은 온도에 따라 음의 열계수(negative thermal coefficient)를 가지게 되어 있고, 저항(R11)과 직렬 접속된 엔모스 트랜지스터(NM12)의 채널저항은 온도에 따라 증가하는 양의 열계수(positive thermal coefficient)를 가지게 되어 있다. 따라서 온도가 증가하여 엔모스 트랜지스터(NM12)의 채널저항이 증가해 그의 드레인측 전압이 높아지면, 반대로 피모스 트랜지스터(PM12)의 문턱전압은 낮아져 턴-온 시키기가 어려워지므로 온도변화에 대해 안정된 기준전압(VREF)을 얻을 수 있다.

한편, 어떤 다른 요인에 의해 기준전압(VREF)이 높아지면, 엔모스 트랜지스터(NM12)의 상호컨덕턴스가 증가해 그의 드레인측 전압이 낮아지고, 저항(R11)에 의해 피모스 트랜지스터(PM12)의 문턱전압이 형성되므로 기준전압(VREF)이 증가하는 것을 방지하며, 반대로 기준전압(VREF)이 감소하면, 엔모스 트랜지스터(NM12)의 게이트 전압이 감소하여 그의 드레인측 전압이 증가하므로 피모스 트랜지스터(PM12)는 약한(slightly) 턴-오프상태가 되어, 기준전압(VREF)은 감소하지 않고 안정된 전압레벨을 유지한다. 도3은 이와 같은 본 발명의 온도변화에 따른 동작을 종래의 동작과 비교하여 시뮬레이션한 결과이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명 기준전압 발생기는 온도 변화에 민감하지 않은 기준전압을 발생시키고, 이로 인하여 소자의 성능향상과 안정된 동작을 구현할수 있는 효과가 있다.

Claims

기준전압을 발생하는 기준전압 바이어스부(100)와, 상기 기준전압 바이어스부(100)의 온도변화에 따른 기준전압 변동을 서로 다른 열계수를 갖는 모스 트랜지스터에 의해 보상하여 안정시키는 온도보상부(200)로 구성하여된 것을 특징으로 하는 기준전압 발생기.
제 1항에 있어서, 온도보상부(200)는 기준전압 바이어스부(100)의 기준전압 출력단을 소오스가 접지된 엔모스 트랜지스터(NM12)의 게이트 및 드레인이 접지된 피모스 트랜지스터(PM12)의 소오스에 접속함과 아울러 저항(R11)을 통해 상기 엔모스 트랜지스터(NM12)의 드레인 및 상기 피모스 트랜지스터(PM12)의 게이트에 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 기준전압 발생기.
제 2항에 있어서, 피모스 트랜지스터(PM12)는 온도에 대하여 음의 열계수를 갖고, 엔모스 트랜지스터(NM12)는 그의 채널 저항이 양의 열계수를 갖게 구성된 것을 특징으로 하는 기준전압 발생기.